- Esteet aurinkoenergian keräämisessä perustamalla aurinkovoimala
- 1. Aurinkokäyttöisen sähkön luotettavuuden ja lähetettävyyden ylläpitäminen
- 2. Aurinkoenergialähteen sileyden ja jaksottaisuuden ongelman käsitteleminen
- 3. Aurinkotilojen läheisyydessä esiintyvät infrastruktuurihaasteet
Lähes 4,18 biljoonaa kWh sähköä tuotettiin Yhdysvalloissa sähkölaitoksissa vuonna 2018, ja noin 17% tuotettiin uusiutuvista lähteistä. Yhdysvaltain energiatietohallinnon äskettäin julkaisemien tilastojen mukaan noin 67 miljardia kWh maassa viime vuonna tuotetusta sähköstä tuotettiin aurinkoenergiasta, jonka osuus on vain 1,6%. Kuva on samanlainen Euroopan maissa, joissa noin 17,5% Euroopan unionin kokonaiskulutuksesta vuonna 2017 tuli uusiutuvista lähteistä. Aurinkoenergian osuus on kuitenkin edelleen huomattavan pieni.
Tietoisuus aurinkoenergian eduista hiilidioksidin ja muiden haitallisten päästöjen kompensoinnissa kasvaa nopeasti, mikä lisää aurinkopuiston perustamisen kannattavaa potentiaalia paitsi Yhdysvalloissa myös kaikkialla maailmassa. Silti aurinkokennolaitteiden kaupallistamiseen ja aurinkopuiston perustamiseen liittyy joitain käytännön haasteita, kuten öljyn ja kaasun hintojen lasku ja tekniset vaikeudet integroida sähköverkot aurinkoon halvemmalla tavalla.
Mahdollisuudet ovat aurinkoenergian tuottajille valtavat tällaisista asioista huolimatta; Jotkut tärkeät haasteet on kuitenkin otettava huomioon perustettaessa aurinkotilaa ja keräämällä aurinkoenergiaa.
Esteet aurinkoenergian keräämisessä perustamalla aurinkovoimala
Aurinkorakentamisesta on tullut "kallista" liiketoimintaa osaamisen kannalta, vaikkakin paljon halvempaa. Vaikka aurinkovoimalan perustamisen kustannukset laskevat voimakkaasti, muut haasteet, kuten riittävän ammattitaidon ja kokemuksen omaavan työvoiman puute ja synkronointi jatkuvasti kehittyvien tekniikoiden kanssa käynnissä olevan puhtaan energian tavoittelun keskellä, tekevät aurinkovoimalasta vähemmän kustannuksia -tehokas.
Lisäksi muut haasteet, kuten vaihtelevat työmaavaatimukset, nopeasti lisääntyvät laitetoimittajat, laitosten suorituskyvyn arviointityökalujen puute ja tehokkaiden työkalujen vähäinen levinneisyys, rajoittavat edelleen aurinkoenergian käyttöönottoa potentiaalisena sähköntuotantolähteenä. Aurinkoenergian luonteella on kuitenkin muutamia perusrajoituksia, jotka ovat edelleen aurinkoviljelijöiden keskeisiä lohkoja.
Kolme aurinkoenergian ensisijaista haastetta ovat sen heikko lähetettävyys, laimennettu muoto ja aurinkopuiston läheisyyttä koskevat kysymykset. Aurinkoyritysten on omaksuttava oikea lähestymistapa tärkeimpien haasteiden ymmärtämiseksi ja perustettava aurinkopuisto paremman suorituskyvyn ja tuottavuuden lisäämiseksi tulevaisuudessa.
1. Aurinkokäyttöisen sähkön luotettavuuden ja lähetettävyyden ylläpitäminen
Vaikka maailma on siirtymässä kohti puhtaita ja vihreitä energialähteitä, tavoitetta luottaa täysin aurinkoenergiaan pidetään epärealistisena. Kuluttajien kysyntä ja tarpeet sähköön nähden muuttuvat joka päivä jokaisena vuodenaikana, ja aurinkoresurssien epävarmuus eri alueilla tekee haastavaksi varmistaa 100-prosenttisesti luotettava energiansaanti.
Aurinkoviljelijöille on tullut tärkeää varmistaa, että sähköenergian tarjoaminen aurinkoenergian avulla vastaa erittäin dynaamista loppukäyttäjien kysyntää, jotta sähkökatkojen mahdollisuus voidaan vähentää. Koska aurinkoenergialla tuotetun sähkön lähetettävyys riippuu kokonaan siitä, kuinka paljon aurinkoa paistaa eri vuodenaikoina ja maantieteellisillä alueilla, aurinkoenergia on edelleen vähemmän luotettavaa energiaa kuin fossiilisista polttoaineista peräisin oleva energia.
Tämän vuoksi aurinkoenergiayhtiöiden on pakollista hankkia siirrettäviä sähköntuottajia kuin pystyä vahvistamaan tai hidastamaan sähkön toimitusta perustuen aurinkoenergian saatavuuteen, joka muuttuu yleensä päivittäin. Tällöin viljelijän on varmistettava perustamalla aurinkopuisto täydentämään sitä tehokkailla aurinkogeneraattoreilla sekä energian varastoinnilla tai paristoilla, ja tätä voidaan pitää lisäinvestointina. Paristojen hintojen laskiessa voimakkaasti aurinkopuiston täydentämisen paristolisäisillä generaattoreilla pitäisi auttaa energiayhtiöitä selviytymään tästä haasteesta ja varmistamaan aurinkoenergian luotettavuus.
2. Aurinkoenergialähteen sileyden ja jaksottaisuuden ongelman käsitteleminen
Selkeänä, kirkkaana päivänä lähes 1 kW auringonvaloa saavuttaa yhden neliömetrin pinta-alan maan päällä vain, kun aurinko on suoraan yläpuolella, ja tämä voi vaihdella maantieteellisesti suuresti. Koska aurinkokennot pystyvät muuntamaan noin 15-20% maapalloon saapuvasta aurinkoenergiasta sähköksi, auringonvalon jaksottaisuus heikentää aurinkovoiman tehokkuutta. Lisäksi ajoittaisuusongelman ohella auringonvalon laimennusongelma on aina ollut ja tulee olemaan Gordian solmu aurinkoviljelijöille.
Fossiiliset polttoaineet ovat keskittyneimpiä lähteitä sähkön tuottamiseksi, toisaalta aurinkoenergia on laimeaa. Polttoainelähteen energiatiheydellä on suora vaikutus muihin aurinkopuistojen perustamisen näkökohtiin, mukaan lukien maatilan käyttämä maa-alue. Pienennä tiheyttä, sitä suurempi maa-alue tarvitaan kuluttajien sähkön kysynnän tyydyttämiseksi. Tämä heijastaa lisääntynyttä lisäresurssien tarvetta tuottaa yksi yksikkö sähköä aurinkoenergiasta fossiilisilla polttoaineilla.
Tavoite korvata fossiiliset polttoaineet kokonaan aurinkoenergialla 100-prosenttisesti uusiutuvan verkon lähteenä vahvistaa ensisijaisesti tarvetta suurille maa-alueille perustaa aurinkotiloja. Koska aurinkoenergian energiatiheys on huomattavan alhainen, tällä olisi ensiarvoisen suuri vaikutus aurinkovoimaloiden maankäyttötarpeisiin, mikä tekee siitä ensisijaisen haasteen voimayhtiöille samalla kun perustetaan hyötykäyttöinen aurinkopuisto.
3. Aurinkotilojen läheisyydessä esiintyvät infrastruktuurihaasteet
Vaikka aurinkovoimalan perustamiseen liittyvät ajoittaisuudet, luotettavuus ja maaperään liittyvät haasteet ovat edelleen erittäin kriittisiä, aurinkoenergiayhtiöiden on pidettävä mielessä liiketoiminnan infrastruktuuriin ja kuljetukseen liittyvät esteet. Koska aurinkotilat vievät valtavan määrän tilaa sähkön tuottamiseen, joka pystyy vastaamaan jatkuvasti kasvavaan kysyntään, nämä maatilat sijaitsevat syrjäisillä alueilla, kaukana energian tosiasiallisesta kulutuksesta.
Lopulta aurinkoenergiayhtiöiden on käsiteltävä kalliita infrastruktuureja ja hankalaa siirtolinjaa kuljettaakseen sähköä voimalaitoksilta kuluttajille kaupunki- tai maaseutualueilla. Vaikka pienyritykset tai kotitalouksien loppukäyttäjät, joilla on tarpeeksi maata pienen aurinkovoimalan perustamiseen, voivat tuottaa omaa sähköään aurinkoenergialla, lähteiden läheisyyden parantamisesta teollisella tai kaupallisella tasolla tulee valtava haaste perustettaessa laajamittaista aurinkovoimaa maatila.
Nykyaikaisessa taloudessa, joka pääasiassa pankkii laitteita ja infrastruktuureja, jotka ahmivat valtavaa määrää sähköä, aurinkovoimaloiden on omaksuttava strategioita maankäytön optimoimiseksi ja hyödyntämään tuottavampia tapoja kuljettaa sähköä pitkiä matkoja voidakseen toimia kannattavasti liiketoimintaa.